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部。全年气候寒冷，最热月气温在 0～10℃之间，全年都是冬季。年降水量
都在 250 毫米以下，大部分降水是雪，部分冰雪夏季能短期溶解。相对温度
大，蒸发量小，沿岸多雾。因为温度低，树木已经绝迹，只有苔藓、地衣类
植物可以生长。
冰原气候
冰原气候分布在南极大陆和格陵兰高原，是极地气候带的气候型之一。
终年冰雪覆盖，所以也叫冰漠气候、冰原气候或永冻气候。最热月气温在 0
℃以下，气流下沉，降水量稀少，年降水量约 100 毫米左右，都是以雪的形
式降落，风速常常在 25 米／秒以上，最大风速超过 100 米／秒，常吹拂冰雪
成为雪暴。
气候变迁
大冰期与气候变化
关于地球远古时代的气候，随着时代的久远，我们的认识有些模糊不清。
地球形成为行星大约在 55±5 亿年前，从那时候开始直到 46 亿年前，地
球上充满原始大气，并且逐渐逃逸。从 46 亿年前开始，地球进入到地质年代，
逐渐产生次生大气，大约在 30 亿前，地球上出现生命，开始改造地球大气，
到寒武纪，大气才被生物改造成现在这个样子。但是，在古生代以前的古气
候，几乎是一无所知，到了古生代，古气候状况才逐渐清楚起来。
我们大体上知道，在地质时期反复经过几次大冰期，其中从古生代以来，
就有三次大冰期。它们是：震旦纪大冰期，古炭一二迭纪大冰期，第四纪大
冰期。大冰期之间是比较温暖的间冰期。
每两次冰期之间，大约是 2～3 亿年。为什么有这样长的周期呢？一种意
见认为，可能与造山运动有关系。地质上的大造山运动，往往使地面起伏程
度加大，全球变冷。因为山脉越高，引起大气的热机效率就越高，上升运动
增强，云雨增多，反射率增大，地面接收的太阳辐射能量减少，地表变冷。
三次大冰期与地质时代三次强烈的造山运动相对应。震旦纪大冰期产生
在元古代末地壳运动以后，石炭纪～二迭纪大冰期与海西运动相对应，属四
纪大冰期与喜马拉雅运动对应。这不是偶然的。现在喜马拉雅山还在升高，
造山运动并未停止，所以第四纪大冰期还远未结束。现在喜马拉雅运动还不
到 7000 万年，第四纪大冰期还只 200 多万年。所以这次大冰期还会延续下去，
至少还要持续 1～2 万年。
另一种意见认为，地质历史上的大冰期和大间冰期，是由于地球的黄道
倾斜的大波动造成的。这种观点认为，黄道倾斜的范围是在 0°与 54°之间，
黄道倾斜大的时期代表着冰川流行的时期，在三次大冰期期间，黄道倾斜曾
有过 10～23．5°的变化。
那么，造山运动为什么也有 2～3 亿年的周期呢？地球黄道倾斜为什么也
有 2～3 亿年的波动呢？澳大利亚人威廉斯认为，这种气候变迁与地球在银河
系的位置有关系。因为地球不停地绕太阳公转。整个太阳系也绕着银河系中
心公转。这样转一圈的时间约 2．5 亿年，太阳系又回到原来的位置。
第四纪冰期的气候变化
我们说现代正处在第四纪大冰期中，其实，第四纪大冰期中的气候也有
很大的变化，曾经出现几次亚冰期和亚间冰期。变化的时间短则几千年，长
则几万年或十几万年。
在 20 世纪初，地质学家根据阿尔卑斯山区的资料，确定那里存在四次亚
冰期的规律。这就是：群智亚冰期、民德亚冰期、里斯亚冰期和武木亚冰期。
在这些亚冰期之间是亚间冰期。以后在北欧、北美、亚洲等地也纷纷找到了
对应的亚冰期。在我国对应的亚冰期是：鄱阳亚冰期、大姑亚冰期、庐山亚
冰期和大理亚冰期。
在第四纪的冰期中，仍然有寒冷和温暖更替。在寒冷时期，雪线高度下
降，冰川前进，出现亚冰期，以民德（我国为大姑）亚冰期和里斯（庐山）
亚冰期的冰川规模最大，群智亚冰期规模最小。在温暖时期，气温升高，雪
线高度上升，冰川退缩，出现亚间冰期。民德一里斯（大姑一庐山）亚间冰
期长达 17～18 万年。在第四纪大冰期，高纬度气温的急剧下降，导致两极地
区形成永久冰盖；在亚冰期，冰川一直伸展到中纬度，在亚间冰期才退缩到
高纬度。
根据科学研究发现，从亚间冰期向亚冰期过渡时，气候常呈渐变形式，
其中没有清楚的界线。从亚冰期向亚间冰期过渡时，气候常呈突变形式，两
者之间有明确的分界线。科学家们称为终止线。在距今 1．1 万年前后出现了
一条终止线，标志着最近一次亚冰期结束了，随之而来的是一次新的亚间冰
期，气候由冷增暖。
在第四纪大冰期中，为什么会有亚冰期和亚间冰期的更替呢？按照南斯
拉夫气候学家来兰柯维奇在 20 世纪 30 年代提出的理论，是由于地球轨道三
要素的自然小波动造成的。地球轨道三要素是指：地球轨道的偏心率、地轴
的倾斜度和春分点的位置。
地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。这样，
地球处在轨道的不同位置，距离太阳的远近就不相同，获得的太阳辐射能量
就有差异，如冬季在远日点，夏季在近日点，冬季就寒冷而漫长，夏季炎热
而短促。地球轨道现在的偏心率是 0．164；但是偏心率在 0．00～0．06 的范围
内变动。它的变动周期约为 96000 年。偏心率的变化影响日地距离，从而影
响太阳辐射强度，导致影响地球上的气候。
地球在春分点处在地球公转轨道上的什么位置，将影响季节的起止时
间，也会使近日点和远日点的时间发生变化。地球在春分点的位置，是沿着
地球公转轨道向西缓慢地移动，大约每 21000 年，春分点的位置在地球公转
轨道上移动一周。春分节气的时间，每隔 70 年就要推迟一天。现在北半球夏
季远日，冬季近日，夏季比冬季长 8 天。大约 10000 年后，就会变成冬季远
日，夏季近日，冬季反而会比夏季长 8 天。就是说，不太冷而且短促的冬季，
将会变成寒冷而漫长的冬季。
地轨倾斜又称黄赤交角，是地球上产生四季的原因。地轨倾斜度的变化，
会导致回归线和极圈的纬度发生变化，从而改变地球上的季节。地轨倾斜使
回归线在纬度 22．1°～24．4°之间变化，使极圈在 67．9°～65．76°之间变
化。变动的时间周期 41000 年。地轨倾斜度增大时，回归线纬度升高，极圈
纬度降低，高纬度的年太阳辐射总量增加，冬寒夏热、气温年较差增大，低
纬度的年太阳辐射总量减少。地轨倾斜度减少时，高纬度冬暖夏凉，气温年
较差减少，夏季温度低更有利于冰川发展。
历史时代的气候变化
从第四纪更新世晚期，距今约 1．1 万年前后开始，地球从第四纪冰期中
的最近一次亚冰期，进入到现代的亚间冰期，人们也称之为冰后期。这一段
时间大体上相当于人类进入到有文字记载的历史时代。关于这时期的气候，
挪威的冰川的学家曾做出近 10000 年来的雪线升降图，说明雪线升降幅度并
不小，表明冰后期以来，气候有明显的变化。我国有悠久的历史记载，竺可
桢将这些记载加以整理分析，发现我国在 5000 多年来的气候有 4 次温暖期和
4 次寒冷期交替出现。
在公元前 3000～1000 年左右，即从仰韶文化时代到安阳殷墟时代，是第
一个温暖期，这个时期大部分时间的年平均温度比现在高 2℃左右，最冷月
温度约比现在高 3～5℃。
从公元前 1000 年左右到公元前 850 年（周代初期），有一个短暂的寒冷
期，温度在 0℃以下。
从公元前 770 年到公元初年，即秦汉时代，又进入到一个新的温暖时期。
从公元初年到公元 600 年，即东汉，三国到六朝时代，进入第二个寒冷
时期。
从公元 600 年到 1000 年，即隋唐时代，是第三个温暖期。
从公元 1000～1200 年，即南宋时代是第三个寒冷期，温度比现代要低 1
℃左右。
从公元 1200～1300 年，即宋末元初，是第四个温暖期，但是这次不如隋
唐时那样温暖，表现在象的北限，逐渐由淮河流域移到长江流域以南，如浙
江、广东、云南等地。
在公元 1300 年以后，即明、清时代以来，是第四个寒冷期，温度比现代
要低 1～2℃。
近 5000 年来，虽然是寒冷期与温暖期交替出现，但是总的趋势是由温暖
向寒冷变化，寒冷期一次比一次长，一次比一次冷。在第二次寒期，只有淮
河在公元 225 年有封冻。而在第四个寒冷期的 1670 年，长江都几乎封冻了。
有趣的事情是：挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降，竺可桢用的是
历史文献记载资料，结果却十分一致，说明冰后期以来的气候变化具有全球
的普遍性，绝对不是一种巧合。
近代的气候变化
从 1850 年农业机械化开始以来，近 100 多年来的气候变化，我们称之为
近代气候变化。近百年来气候变化的基本趋势是：1961 年以后的世界气候与
本世纪前半期相比有显著不同，而与 19 世纪后半期相类似。从 19 世纪末期
开始，到 20 世纪 40 年代，是世界性气候增暖时期，增暖的趋势在 20 世纪
40 年代达到顶峰，以后温度下降，20 世纪 60 年代后变冷更加明显，这次变
化很可能是近 10000 年来的一次气候振动。
这种振动可以从大气环流变化中得到解释。根据英国气候学家拉姆巴的
说法，从 1895 年开始，世界环流突然由经向环流占优势的时期，转变为纬向
环流占优势的时期。从此，纬向环流不断加强。到 1940 年前后达到最盛时期；
随后，纬向环流又逐渐减弱，经向环流又逐渐加强，到 1961 年前后，纬向环
流显著减退，重新恢复成为经向环流占优势的时期。
在纬向环流强盛时期，气旋性活动增强，行星风系影响加剧，南北半球
的气候带向两极方向移动。在纬向环流衰弱的时期，反气旋性活动加强，季
风发达，南北半球高低纬度之间气流交换频繁。地球上的气候带向赤道方向
移动。可见，世界环流型式的改变，对全球性气候变化的影响多么巨大。
人类活动对气候的影响
从有人类活动以来，人类就开始影响气候。随着人类社会经济的发展，
人类影响气候的规模和深度也不断发展。
在人类历史初期，人类还完全是气候的奴隶，人类活动完全受气候条件
的限制，只能生活在温暖湿润的热带森林中。大约在进入石器时代之前，人
类还处在自生自灭状态。进入石器时代以后，人类掌握了火，才开始增强对
气候的适应能力。这个痛苦的过程，至少经历了一百多万年。
以后，人类开始对周围的气候实行局部地有限地改造，衣着和房屋就是
一个标志。往后，人们在农业和其他生产活动中，也开始局部地改变着气候。
产业革命以来，科学技术飞速发展，人们不但能在各种不同的自然气候条件
下采取措施，取得人类适应的气候；而且能够在规模越来越大的局部范围内
改造气候。人工控制天气也在发展着。随着人们认识水平的提高和技术能力
的增长，人类主动规划环境，改造气候，把气候环境引向有利于人类的方向
发展，已构成现代科学的一个重要特点。
从历史事实来看，人类有对气候有目的地主动积极地改造的方面，也有
盲目地消极被动地使气候恶化的方面。
运用衣着、房屋改造气候，是人类为了适应气候条件，而建立适合自己
生存与生活环境的一种技术行为。共同的特点是：在大气候的背景条件下，
建立起一种适合人类生存与生活的人工小气候环境，从而达到保温、御寒、
防风的目的。不同点在于衣着是包装人体的气候壳，能够随着人体移动；能
够随着天气气候变化增减衣服的厚度和层次；能够随着经济水平的差异使用
不同的衣着材料，从而控制并调节小气候；房屋则不能移动；不能随意增减
厚度和层次；不能随意变更建筑材料。房屋是固定的，只能依靠门窗局部调
节，材料的选用，建筑结构和形式的设计，平面布局的安排，都是为了适应
气候环境的一种优化选择。
改变地球表面形态，如植树造林、灌溉农田、干化沼泽、建造水库，也
能够改变局部气候环境。植树造林可以挡风挡沙，保持土壤水分，改变空气
温度和湿度。建造水库和进行灌溉虽然并不是直接为了改造气候，但是却起
到减小气温年、日较差，提高最低温度和平均温度，增加湿度和降水量的作
用。
从消极方面看，人类了取得自身的利益，盲目垦荒、刀耕火种、破坏森
林，造成水土流失，使气候恶化。因为森林是地球表面的重要保护层，它对
地面水分和热量的保存、交换都有很大作用。据估计，500 万亩森林的蓄水
量，相当于一亿立方米的水库。在干旱地区的护田林带，能使空气相对湿度
提高 10～15％，能使土壤含水量增加 22～27 毫米。这就是人们呼吁保护森
林的气候意义。
人类活动的盲目性还表现在工业污染物的增加。工业发展的一个结果，
就是废物、废水、废气和余热的大量排放。使土壤、水体和大气遭到严重污
染。在极大程度上改变了大气成分，大气混浊度和热性质，从而导致气温和
降水量等气候要素发生变化。
我们前面已经提到，大气中的二氧化碳（CO2），水汽（H2O），及其他
微量气体，如甲烷（CH4），一氧化二氮（N2O）、氯氟碳化合物（谷称氟利
昂（CFCL3。），对地面气候都有温室效应；所以人们称之为温室气体。人类
活动排放出来的温室气体，使大气的温室效应增强，导致整个地球气温升高。
自从产业革命以来，大气中二氧化碳含量上升约 25％，甲烷上升 160％，一氧
化二氮上升 8％，氟利昂以前根本就没有过。这些气体在大气中可以长期停
留，使温室效应不断增强。根据气候学家们分析，由于温室气体的作用，到
21 世纪，地表气温可能升高 1．5～4．5℃。地球增暖的结果，随之而来的将是
海洋变暖，南极大陆和格林兰冰盖融化，海平面上升。由于工农业发达、人
口稠密的地方，正好多分布在沿海地区，海平面上升会给人类带来严重的灾
难。我国的所有海滨地带，都在遭受灾害的范围内，主要受灾地区可能是华
北平原，长江三角洲和珠江三角洲地区。21 世纪全球气候变暖后怎么办呢？
已经引起各国政府和人民的关注。
气候变化对人类的影响
人类影响气候，气候也影响人类。短时间的气候变化，特别极端的异常
气候现象，如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等等；往往造成严重的自然灾
害，足以给人类社会造成毁灭性的打击。比如，1943～1954 年孟加拉地区的
暴雨灾害，引起了 20 世纪最大的饥荒，饿死人口达 300～400 万。1968 年～
1973 年非洲干旱是非洲人民的一次大灾难，使得乍得、尼日尔、埃塞俄比亚
的牲口损失 70～90％，仅在埃塞俄比亚的沃洛省就饿死 20 万人。当然，这
种打击往往是短暂的、局部的，虽然不至于影响生态系统，但是对人类造成
的灾害却十分大。
长期的气候变化，即使变化比较缓慢，也会使生态系统发生本质性的改
变，使生产布局和生产方式完全改观，从而影响人类社会的经济生活。
例如，在公元前 3000～1000 年的温暖时期，竹类在黄河流域直到东部沿
海都有广泛分布；安阳殷墟发现有 ，水牛和野猪等热带亚热带动物；甲骨文
记载打猎时获得一象，表明殷墟的化石象是土产的。河南原称豫州，就是一
个人牵着大象的标志。商、周时代，梅子是北方人民重要的日常食品。《诗
经》说：“若作和羹，尔唯盐梅”，可见当时梅子是和盐一样重要的食品，
是做菜不可缺少的佐料。《诗经》说：“终南何月，有条有梅”。终南山在
西安之南，宋代以来就无梅了。陕西、山西等地人民只好用醋代替梅。
秦汉时期气候也比较温暖，《史记》记载当时经济作物的地理分布是：
“桔之在江陵，桑之在齐鲁，竹之在渭川，漆之在陈夏”。可知当时亚热带
植物的地界比现在更加偏北。
由于气候变化直接影响农作物的地理分布，必然会影响以农产品为原料
的工业布局。例如，在先秦到西汉以前，我国丝织业布局是北丝南麻，丝织
业绝大部分在黄河中、下游和冀中平原，当时最大的丝纺业中心在河北定县，
其他较小的中心也都在河北，河南和山东一带；长江流域及南方各地则主要
生产麻织物；西汉时期，蜀中仅以产麻布著名。虽然在东汉到魏晋以后，中
原地区战乱频繁，经济下降剧烈，南方各地社会生活则相对安定，丝织